Схемы управления нагреваемым полом, приборы автоматики, принципы работы

Производители предлагают ряд устройств, которые позволяют управлять теплыми полами дистанционно или в автоматическом режиме. В том числе и программируя требуемую температуру, или подстраиваясь под состояние погоды. Но какое управление предпочесть, какая автоматика окажется полезней, комфортней?

Теплый пол без автоматики

Теплый пол может вообще не оснащаться автоматическим оборудованием. Чтобы он заработал достаточно включить циркуляционный насос, например, вставить вилку в розетку.

Настройки по температуре могут выполняться вручную. При этом вручную задается общая температура с помощью термоголовки смесительного узла. Затем, при необходимости, балансировочными кранами на коллекторе теплого пола настраивается поток (отдаваемая мощность) по каждому контуру.

При этом пользователи руководствуются субъективными ощущениями тепла в комнатах и степени нагрева полов, комнатными термометрами, а также термометрами, встроенными в подачу и обратку на коллекторе.

При настройке теплых полов, как вручную, так и с помощью дистанционного управления, необходимо учитывать большую тепловую инертность тяжелой стяжки. Поэтому настройки могут происходить постепенно в течении нескольких дней.

Обязательная защита в управлении

В цепи включения циркуляционного насоса теплого пола должно присутствовать реле тепловой защиты. Это температурное реле обычно размещается на подающем трубопроводе из смесительного узла на коллектор, и настраивается на размыкание цепи при достижении температуры +55 градусов.

Если термоголовка смесительного узла по каким-то причинам работает ошибочно и дает слишком высокую температуру на выходе, то указанное реле выключает насос, защищая стяжку.

Указанное реле может не устанавливаться если температурная защита осуществляется термоклапаном (термоголовкой) механического действия.

Еще одна механическая защита — байпас между гребенками подачи и обратки коллектора теплого пола. Байпас оборудуется встроенным дифференциальным клапаном. При закрытии (прикрытии) кранов на коллекторе значительно ограничивается расход жидкости через насос, возникают перегрузки, появляется шум жидкости. Разгрузить насос и снизить давление, стабилизировать работу, поможет этот байпас.

Также отдельные производители предлагают и модуль управления насосом теплого пола, который включает насос только тогда, когда открыт хотя бы один из сервоприводов на коллекторе.

Далее рассмотрим приборы и оборудование автоматики. С помощью следующих средств теплым полом можно управлять в дистанционном режиме или полностью автоматизировать его работу.

Комнатный термостат управляющий аппаратурой

Комнатный термостат предназначен для управления оборудованием обогреваемых водяных полов, которое осуществляется в 2-х позициях, — «да», «нет».

При достижении задаваемой температуры термостат либо замыкает, либо размыкает электрическую цепь. Это зависит от принятой производителем схемы управления.

Но чаще комнатный термостат управляет нормально закрытым сервоприводом. Т.е. при достижении заданного порога подается напряжение и сервопривод включается до снятия напряжения.

Обычно пару термостат-сервопривод приобретают от одного производителя, тогда вопроса согласования оборудования не возникает.

Комнатный термостат может размещаться в стандартной распределительной коробке электросети, заделанной в стену и подключается к скрытой проводке. Сам же термостат может быть разных модификаций, в т.ч. электронный или со встроенным механическим датчиком (обычно с большой погрешностью), с выносными датчиками встраиваемыми в стяжку теплого пола.

Пользователь управляет термостатом вращением ручки (настройка температуры), клавишами настройки, а также включения и выключения, прибор снабжается индикатором работы или табло с информацией.
Производитель прилагает и схему подключения термостата к другому оборудованию.

Хронотермостат

Хронотермостат — электронный программируемый прибор с датчиками температуры воздуха в комнате. В отличие от простого термостата снабжен программируемым процессором.

Этим прибором можно задавать температуру в помещении на некоторый период времени вперед, обычно на сутки или на неделю.
Как правило снабжен вшитыми настройками на режимы отопления «комфортный» и «эконом», а также защитой от замерзания теплоносителя.

Управляет, как и обычный термостат, сервоприводом, насосом, выдавая команды «да», «нет».

Термостатическая головка

Термостатическая головка управляет клапаном регулировки температуры смесительного узла, путем воздействия на его шток.
Головка устанавливается на клапане, снабжается выносным датчиком жидкостного типа, с которым соединяется гибкой медной капиллярной трубкой.

Модификации могут быть разные, датчик чаще снимает показания с обратного коллектора теплого пола. Диапазон измеряемых температур чаще в пределах 20 — 60 градусов. Могут настраиваться вручную вращением ручки или сервоприводом по командам термостата.
Как устроен смесительный узел

Сервоприводы

Конструкции могут быть разные, но в системе теплого пола для управления термоголовкой или настроечным вентилем, часто используется импульсный сервопривод. Приводится в движение расширением жидкости в сильфоне при ее нагреве встроенными нагревательным элементом. Рабочее напряжение 220 или 24 В.

Работает по сигналам (выполняет команды) термостатов, контроллеров, или отдельных встроенных датчиков.

Контроллер

Программируемое управляющее устройство. Может выполнять множество функций по обеспечению автоматизации управления теплым полом, в том числе:

• измерение и индикация температуры воздуха в комнатах и теплоносителя;
• обеспечение питания сервоприводов переменным напряжением 24 В и управление ими.

Но главной способностью контролера является обеспечение погодозависимого управления, — вычисление требуемой величины выходного сигнала управления в соответствии с показаниями датчика наружной температуры по заданному пользователем графику зависимости температуры теплоносителя от температуры наружного воздуха.

Впрочем, надобность подобной автоматики для теплого пола (установки контроллера) многими специалистами и пользователями с опытом ставится под сомнение. Насколько нужна погодозависимая автоматика, подробней об автоматизации отопления

А если надобности в подобном управлении нет, то и дорогой контроллер соответственно не нужен.

Схемы управления теплыми полами

Приведена типичная схема теплых полов с элементами автоматики — выносными термостатами расположенными в разных комнатах и сервоприводами установленными на балансировочных кранах коллектора.

При этом термостаты подключены к общему коммутационному устройству, сблокированному с контроллером (защитным) насоса.

Указан байпас с дифференциальным клапаном, который предохраняет насос от поломки, и защитное термореле

На следующих схемах показаны несколько обычных вариантов автоматизации теплых полов.

Термостат, расположенный в комнате, управляет включением насоса теплых полов —

Как будет управляться теплый пол желательно решить заранее, чтобы провести необходимую скрытую проводку по комнатам до завершения строительства.

Терморегулятор для водяного теплого пола – виды и принцип управления, рекомендации по эксплуатации и выбору

Обустройство отопления дома теплыми полами, в условиях нашего климата становится все более популярным. В данной системе обязательно должен присутствовать терморегулятор для управления водяного теплого пола, поскольку данная отопительная система очень требовательна к степени нагрева.

Независимо от того, является обогрев с помощью водяного пола основным или вспомогательным способом поддержания приемлемых температурных условий в помещении, к нему предъявляются специфические требования.

Дело в том, что у него должна быть ограничена максимальная температура. В любом помещении всегда присутствует пыль и располагается она, в соответствии с законами физики, на полу. Установлено, что при нагревании поверхности теплого пола, образуются конвекционные потоки подогретого воздуха.

Если нагрев превысит 30 градусов по Цельсию, то потоки воздуха поднимают пыль, и нам приходится этим дышать. Данное обстоятельство не благоприятно сказывается на общее состояние организма человека, вследствие чего стали применяться терморегуляторы для поддержания нужной температуры.

Для контроля температурного режима, осуществляется подключение терморегулятора для водяного пола, который относится к управляющим приборам.

Устройство и принцип действия

Удобство пребывание в помещениях во многом зависит от применяемой системы отопления. Контроль над температурой водяного теплого пола производится с использованием специальных приборов – терморегуляторов.

Применяются множество конструкций таких систем, но в большинстве случаев в них используется всего несколько принципиально различных способов регулировок.

Смотреть видео – процесс настройки

Но, прежде чем рассмотреть принцип работы и устройство терморегуляторов, нужно понять объект регулирования.

Что такое разводка отопления

Обогрев помещения водяным полом может осуществляться различными способами. Одним из них является использование тепла подогретой воды, выполняющей роль теплоносителя. Передача производится по трубам. Раньше в отоплении в основном использовали стальные трубы, сейчас им на смену пришли современные из пластиковых материалов.

Греющий контур может располагаться вдоль стен в виде радиаторов, а может располагаться под поверхностью пола, нагревая его и воздух в помещении.

Горячая вода или антифриз нагревается в котле, после чего, с использованием циркуляционного насоса подается в греющий контур водяного пола.

Проходя по его трубам, теплоноситель отдает тепло в закрытое окружающее пространство, нагревая поверхность. Охлажденная жидкость возвращается в систему котельной. В зависимости от температуры «обратки» в узле подмеса производится ее подогрев, либо охлаждение подмешиванием более холодной воды из бака.

И вот здесь и устанавливается терморегулятор, реагирующий на величину нагрева обратного потока и дающий команду на выполнение того или иного действия.

В контурах с теплыми полами, который подключаются отдельным контуром, терморегулятор устанавливается для каждого из них, поскольку все они имеют собственный тепловой режим. А контуры радиаторного отопления нагреваются до температуры, практически вдвое выше, чем для теплого пола.

Как работает принцип регулирования температурного режима

Основными элементами регулировки нагрева является сервоприводы, датчики температуры и терморегуляторы. Такой состав оборудования позволяет производить регулировку температуры водяного теплого пола бесступенчато в непрерывном автоматическом режиме. Происходит это следующим образом:

1. Если с термодатчика приходит сигнал о недостаточной температуре, сервопривод открывает вентиль и в контур отопления поступает больше горячей воды.
2. При перегреве теплоносителя открывается вентиль подмеса охлажденной воды, снижая степень нагрева в контуре.
3. Однако возможна регулировка и в ручном режиме путем установки крана в определенное положение. Но такой способ требует постоянного визуального контроля, поскольку факторы, от которых зависит режим отопления, в течение суток изменяются неоднократно. При относительной дешевизне таких устройств, они очень неудобны в эксплуатации, поскольку за каждым имением условий в помещении требуется вмешательство в работу отопления.

Параметры регулировки

Смотреть видео – регулировка мощности блока термодатчика

1. Степень нагрева напольного покрытия. В таком случае датчик нагрева устанавливается в непосредственной близости от него. Такое устройство теплого пола лучше всего подходит для небольших помещений и маломощных отопительных контурах, которые используются только в качестве вспомогательных, в частности для теплого пола.
2. Температура воздуха в помещении – при такой схеме контроля используются датчики, вмонтированные непосредственно в корпусе терморегулятора. Корректной работы такого прибора можно добиться только, если выполняются все требования к утеплению обогреваемого здания. В противном случае эффективной работы отопления добиться сложно – значительные потери энергии неизбежны. Правильно построенный дом с обширной отопительной системой и терморегулятором может дать до 30% экономии ресурсов.
3. Комбинированные системы регулирования, при которой датчики температуры водяного теплого пола устанавливаются и в отапливаемом помещении и на системе узла подмеса. Параметры настраиваются из соображений максимально комфортной температуры в доме. Такая аппаратура с терморегулятором используется в обширных помещениях. Для управления могут использоваться оба датчика одновременно или один из них.

Виды терморегуляторов

Смотреть видео – обзор датчиков для водяного пола

Для создания этих приборов применяются различные принципы и конструктивные решения. Давайте рассмотрим их.

1. Механический терморегулятор для водяного теплого пола представляет собой наиболее простой, надежный и долговечный прибор. Регулировка прогрева воздуха осуществляется поворотной рукояткой, шкала температур наносится на прочный пластиковый корпус.

Некоторые производители устанавливают на терморегулятор клапан открыто – закрыто. Недостатком этого аппарата является необходимость постоянного контроля – он работает только в режиме ручной регулировки.

Отдельные производители допускают серьезные неточности в градуировке шкалы температур, поэтому необходимо производить дополнительную проверку прибора с использованием точного поверенного термометра.

1. У сенсорного дистанционного регулятора температуры теплого пола управление и регулировки выполняются (узнайте более подробно) с соответствующей панели или дистанционного пульта. Эти модели обеспечивают более точный и надежный контроль нагрева, но в ряде случаи эти показатели зависят от производителя. Не стоит основным параметром выбора рассматривать цену на прибор, в ряде случаев этот подход не оправдывается.

1. Электронные терморегуляторы по функционалу мало чем отличимы от сенсорных приборов, но выделяются более удобным дисплеем.
2. Программируемые терморегуляторы удобны возможностью самостоятельно составлять программы управления режимом отопления.

На таком приборе возможны настройки на сутки, на неделю, а также возможность работы в автоматическом режиме с поддержкой экономичного режима на время отсутствия людей в доме. Это позволяет экономить на энергоресурсах до трети расходов.

Такие устройства позволяют в автоматическом режиме поддерживать температуру в отдельных контурах сложно разветвленной системы отопления с водяным теплым полом. К недостаткам прибора можно отнести высокую стоимость и сложность регулировок. Перед вводом в действие нужно тщательно изучить инструкции по подсоединению, монтажу и настройкам, ошибки влекут за собой выход из строя сложной дорогостоящей системы.

1. Датчики с радиоуправлением можно считать эксклюзивом из-за их высокой стоимости. При их использовании низковольтные управляющие схемы отсутствуют, поскольку регулировки производятся по радиосигналу. Каждый прибор оснащается радиопередатчиком и радиоприемником сигналов, управляющих работой сервоприводов. Такие приспособления, возможно, уместны в элитных коттеджах для регулировки температуры теплого водяного пола, если владельцы не хотят иметь пучки проводов цепей управления.

Как отрегулировать температуру в доме – 3 способа и определение оптимального режима

Основная задача поддержания температурного режима – создание комфортных условий для проживания при условии оптимального расходования ресурсов. Этого можно добиться несколькими способами.

Первый из них заключается в установке оптимальной степени нагрева теплоносителя в контурах теплых полов. Второй – в полном прекращении его поступления в него.

Самый простой способ заключается в использовании для греющего контура труб с максимальной рабочей температурой 90-95 градусов. Это позволяет установить в систему циркулярный насос с терморегулятором, а также клапан обратного хода.

Место установки насоса – труба-обратка, а температура теплоносителя в этом месте составляет не более 70-80 градусов по Цельсию. Если разогрев теплоносителя достигает критичных значений, термостатом отключается насос и отопление переходит в режим ожидания.

По мере остывания пола, циркулярный насос снова включается, подавая в трубопровод контура новую дозу горячей воды. Практика показывает, что такой способ наиболее эффективен и надежен для устойчивой работы отопления с теплым полом.

Второй способ регулировки степени нагрева предполагает включение в систему трехходового вентиля или смесительного клапана. При таком подходе через трехходовой вентиль производится подмешивание охлажденной воды из обратки к горячей подаче. То есть, максимальная температура горячей воды из котла, понижается добавлением охлажденной.

Если используется 3-х ходовой вентиль, регулировку можно производить вручную или через сервопривод. Клапан смешивающий регулирует температуру носителя тепла по заранее введенной величине контрольного показателя.

Третий способ регулировки нагрева носителя тепла в системе обогрева жилья состоит в использовании узла подмеса. Такое устройство можно изготовить из следующих компонентов:

• вентиль 3-х ходовой;
• насос циркуляционный;
• перемычка байпаса;
• градусник;
• термостатическая головка ;
• реле контроля максимальной температуры.

Учитывая состав применяемых компонентов, узел регулировки степени нагрева в системе обогрева получается довольно не дешевым.

Но изменение температуры в нем происходит очень быстро, потому, что оно производится подмешиванием к основному потоку теплоносителя воды из трубы-обратки. При этом происходит автоматическое уменьшение интенсивности горения в котле.

В соответствии с установленными регулировками режим потребления топлива всегда является оптимальным. Количество узлов в объединенной системе может быть любым, и каждый будет работать автономно в соответствии с установленными настройками.

Таким образом, можно поддерживать более высокую температуру воздуха, например, в детской комнате и одновременно более низкую в спальне взрослых представителей семейства. Особенно эффективен такой узел для управления температурой в устройстве водяных полов.

Для применения такого способа регулировки есть только одно требование – вся отопительная схема должна быть устроена по европейским требованиям. Температура горячей воды из котла должна быть не выше 67 градусов.

И в теперь рассмотрим методику регулировки теплового и гидравлического режима с использованием термостата. Его устанавливают в помещении, и настройка производится путем установки на этом приборе нужной температуры для данной конкретной точки. Управление нагревом производится сервоприводом на конкретном контуре.